亞利桑那大學的研究人員在行星狀星雲、垂死恆星的餘波和銀河系的遠處發現了有機分子，它們被認為太冷，遠離銀河系中心，無法支援這種化學物質。他們在 6 月 7 日至 9 日舉行的美國天文學會第 238 屆會議上展示了他們的發現。

由亞利桑那大學的 Lucy Ziurys 領導的團隊以前所未有的細節和空間解析度報告了對行星狀星雲中有機分子的觀測。使用阿塔卡馬大型毫米波陣列或 ALMA，Ziurys 和她的團隊觀察了五個行星狀星雲中氰化氫 （HCN）、甲醯離子 （HCO + ） 和一氧化碳 （CO） 的

無線電輻射

：M2-48、M1-7、M3 -28、K3-45 和 K3-58。

發現這些分子的輻射勾勒出行星狀星雲的形狀，而以前只能在可見光下觀察到。在某些情況下，分子特徵揭示了以前看不見的特徵。一角秒的高解析度，相當於從 2。5 英里外看到的一角硬幣，產生了驚人的星雲影象，清楚地顯示了密集的噴射物質的複雜幾何形狀，包括以前從未清晰觀察到的條形、葉瓣和弧形。

行星狀星雲是一種明亮的天體，當某種型別的恆星到達其演化的終點時就會產生。我們銀河系中的大多數恆星，包括太陽，預計都會以這種方式結束生命。當這顆垂死的恆星向太空釋放大量質量並變成白矮星時，它通常會發出強烈的紫外線輻射。長期以來，人們一直認為這種輻射可以分解從垂死恆星扔到

星際介質中的

任何分子，並將它們還原為原子。

近年來對行星狀星雲中有機分子的檢測表明情況並非如此，這裡提出的觀察結果進一步支援了行星狀星雲作為關鍵來源的觀點，它用作為原始成分的分子播種星際介質在新恆星和行星的形成過程中。行星狀星雲被認為提供了星際介質中 90% 的物質，超新星增加了剩餘的 10%。

“人們認為，產生新恆星系統的分子云必須從頭開始，並從原子形成這些分子，”亞利桑那大學化學與天文學的攝政教授齊烏里斯說。“但如果這個過程從分子開始，它可能會大大加速新生恆星系統的化學演化。”

Ziurys 和她的團隊認為，星雲幾何形狀的變形行為可能是由核合成中涉及的某些過程驅動的，換句話說，是恆星內部新元素的鍛造。

“它告訴我們，在一顆垂死的恆星中，直到它的最後階段都是球形的，一旦它經過

行星狀星雲

階段，就會發生一些非常有趣的動力學，這會改變球形，”Ziurys 說。“這些恆星只是失去了它們的質量，所以它們真的沒有機制突然變成雙極甚至四極。”

根據研究人員的說法，一種可能的解釋可能是氦閃，它起源於一顆垂死恆星核心周圍的熱對流殼，並可能提供遠離恆星中心的爆炸性核合成源，導致非常複雜的形狀在一些星雲中看到。

“這可能會扭曲

球形，

因為氦閃可以透過恆星的兩極爆炸，在那裡它會受到磁場的引導，這將對圍繞它形成的星雲的形狀產生影響，”她說。說。

根據 Ziurys 的說法，許多行星狀星雲在某種程度上是一個謎，因為它們是從球形恆星演化而來的，然後又形成了雙極甚至四極結構。

“對於天文學家來說，如何從球形幾何轉變為這些多極幾何一直是一個難題，”她說。“我們觀察到的分子很好地追蹤了極地幾何形狀，所以我們希望這能讓我們對行星狀星雲的形成有一些瞭解。”

在第二次演講中，Ziurys 研究小組的博士生 Lilia Koelemay 將報告在銀河系外圍發現的有機分子，距離

銀河系中心的距離

是所謂的銀河系宜居空間的兩倍多區域，或 GHZ。

包括太陽系在內的銀河系 GHZ 區域被認為具有生命形成的有利條件。據認為，它距離銀河系中心僅 10 秒差距，即約 32，600 光年。

使用位於亞利桑那州圖森附近基特峰的 UArizona ARO 12 米望遠鏡，Koelemay、Ziurys 和團隊搜尋了銀河系天鵝座臂中的 20 個分子云，以尋找甲醇（一種基本有機分子）的特徵發射光譜。這些雲的溫度僅為 20 開爾文，通常非常寒冷且遠離銀河系中心，距離為 13 至 23。5 秒差距。該團隊在所有 20 個雲中都檢測到了甲醇。

根據 Koelemay 的說法，在銀河系邊緣檢測到這些有機分子可能意味著有機化學在銀河系的外圍仍然普遍存在，而 GHZ 可能從銀河系中心延伸到比目前確定的邊界更遠的地方。

“長期以來，科學家們一直想知道我們銀河系中有機化學的程度，人們一直認為，在離太陽不遠的地方，我們不會看到很多有機分子，”科勒梅說。“人們普遍認為，在我們銀河系的外圍，形成有機物所必需的化學反應不會發生。”

研究人員表示，這一結論部分基於銀河系外圍可能缺乏有機分子。銀河宜居帶的概念是基於這樣一種觀點，即為了使生命可以進化的宜居條件存在，行星系統不能太靠近銀河系中心，因為銀河系中心的

恆星

密度極高，輻射強度極高，而且它可以不要太遠，因為對生命至關重要的元素不足，例如氧、碳和氮。

具有前所未有的靈敏度的新型 2 毫米波長接收器使觀測成為可能。該接收器由 Ziurys、Steward 天文臺工程師 Gene Lauria 和國家射電天文臺合作開發，可以檢測美國射電天文學家多年來無法獲得的波長頻寬中的分子發射線。

“如果沒有這種新儀器，這些觀測將需要數百小時，這是不可行的，”Ziurys 說。“有了這種新能力，我們希望能極大地開啟我們的觀察視窗，並在我們銀河系的其他區域發現以前認為沒有這種化學物質的分子。”

最近，Koelemay 開始尋找除甲醇之外的其他分子，例如甲基氰化物、具有環狀結構的有機分子以及其他含有已知是生物分子關鍵構建塊的官能團的分子。在星際介質中發現這些分子引起了很多興趣，因為許多研究人員認為它們是生命出現的有希望的候選者。當

有機分子

出現在新興行星系統中時，它們可以凝結在小行星表面，然後將它們傳送到新生行星，在那裡它們可能會啟動生命的進化。

“我們在銀河系的外圍發現了這些物種，而且丰度甚至沒有從太陽系中減少 10 秒差距，在那裡，人們相信不會發生構建生命所需

分子

所必需的化學物質， ” Koelemay 的顧問、該報告的合著者 Ziurys 說。“事實上，它們在那裡擴大了可居住行星形成的前景，遠遠超出了被認為是宜居帶的範圍，這非常令人興奮。”